Question

20．如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO₂的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D（放置有铁粉）．请回答：

（1）烧瓶中反应的化学方程式是MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置B中盛放液体是饱和NaCl溶液，气体通过装置B的目的是吸收氯气中混有的杂质HCl．装置C中盛放的液体是浓硫酸，气体通过装置C的目的是干燥氯气．
（3）烧杯E中盛放的液体是NaOH溶液．
（4）资料表明D中产物有以下性质：①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H₂O（g）剧烈反应．为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加干燥装置．
（5）当电子转移的数目为6.02×10²³个时生成的氯气的物质的量为0.5mol，生成的氯气用0.5mol/L的NaOH溶液2L．

Answer 1

分析 实验室用加热二氧化锰与浓盐酸方法制取氯气，因为浓盐酸具有挥发性，所以制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，要得到纯净的氯气，应除去氯化氢和水蒸气，可以依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶进行除杂，氯气与铁在加热条件下反应生成氯化铁，氯气有毒，直接排放到空气中能够污染空气，应进行尾气处理，氯气能够与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以选择氢氧化钠溶液吸收过量的氯气，据此解答．
（1）实验室用加热二氧化锰与浓盐酸方法制取氯气；
（2）浓盐酸易挥发，发生装置生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过饱和食盐水除去氯化氢气体，通过浓硫酸溶液吸收水蒸气；
（3）装置E是氢氧化钠溶液，用来吸收未反应的氯气，防止污染空气，氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）生成的氯化铁①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H₂O（g）剧烈反应，需要防止水蒸气进入装置D；
（5）依据方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成1mol氯气转移2mol电子；依据2NaOH+Cl₂═NaCl+H₂O+NaClO，计算需要氢氧化钠溶液体积．

解答 解：（1）实验室用加热二氧化锰与浓盐酸方法制取氯气，二者加热生成氯化锰、氯气和水，方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）浓盐酸具有挥发性，所以制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，要得到纯净的氯气，应除去氯化氢和水蒸气，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，所以选择盛有饱和食盐水的B装置除去氯化氢，浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气，所以选择盛有浓硫酸的洗气瓶C除去水蒸气；
故答案为：饱和NaCl溶液； 吸收氯气中混有的杂质HCl；浓硫酸；干燥氯气；
（3）氯气有毒，直接排放到空气中能够污染空气，应进行尾气处理，氯气能够与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，可以选择氢氧化钠溶液吸收过量的氯气；
故答案为：NaOH溶液；
（4）生成的氯化铁①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H₂O（g）剧烈反应，需要防止水蒸气进入装置D，为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加干燥装置，防止装置E中水蒸气进入，
故答案为：干燥；
（5）依据方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成1mol氯气转移2mol电子，则当当电子转移的数目为6.02×10²³个物质的量为1mol时，生成的氯气的物质的量为0.5mol，依据2NaOH+Cl₂═NaCl+H₂O+NaClO，0.5mol氯气消耗氢氧化钠1mol，用0.5mol/L的NaOH溶液体积为：$\frac{1mol}{0.5mol/L}$=2L；
故答案为：0.5； 2．

点评 本题考查了氯气的实验室制备和性质检验、有关方程式的计算，把握发生的反应、实验装置的作用、实验原理为解答的关键，题目难度不大．